專利名稱：一種多路時(shí)鐘檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的時(shí)鐘測試，具體地說，涉及一種實(shí)現(xiàn)多路多速率時(shí)鐘檢測的裝置。
背景技術(shù)：
在電信系統(tǒng)中，許多系統(tǒng)的時(shí)鐘單元或時(shí)鐘板都會(huì)對(duì)外輸出多路不同速率的時(shí)鐘供其他系統(tǒng)和單板使用，在對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行測試時(shí)，通常其輸出時(shí)鐘的存在狀況和性能指標(biāo)都是必須測試的項(xiàng)目。另一方面，通信系統(tǒng)中的時(shí)鐘有時(shí)還產(chǎn)生暫時(shí)的丟失(時(shí)鐘的暫時(shí)丟失表現(xiàn)為時(shí)鐘信號(hào)呈現(xiàn)單一的高電平或低電平)，在許多應(yīng)用場合，一旦時(shí)鐘產(chǎn)生丟失，給整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)帶來嚴(yán)重的影響，所以必須對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。
在常規(guī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，可以使用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(如74HC123等)對(duì)連續(xù)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行脈沖丟失檢測，時(shí)鐘信號(hào)連續(xù)時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一直被觸發(fā)，保持在高電平，一旦時(shí)鐘信號(hào)連續(xù)幾個(gè)脈沖丟失，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器就產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。如果一個(gè)系統(tǒng)需要對(duì)多個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行脈沖丟失檢測，就需要多個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，這將消耗許多電路資源，同時(shí)由于它可以檢測的連續(xù)丟失脈沖的個(gè)數(shù)是由外接元器件的參數(shù)設(shè)置，此參數(shù)調(diào)整起來不方便。
中國專利99127039.8(《一種時(shí)鐘信號(hào)脈沖丟失檢測電路》，上海貝爾有限公司)由觸發(fā)器、比較器、計(jì)數(shù)器等邏輯電路實(shí)現(xiàn)了一種時(shí)鐘信號(hào)脈沖丟失檢測電路，但該電路與其他采用計(jì)數(shù)方法檢測時(shí)鐘丟失的電路一樣，要求計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)的頻率必須高于被測時(shí)鐘信號(hào)。這樣當(dāng)被測時(shí)鐘頻率較高時(shí)，檢測頻率的選擇成為電路實(shí)現(xiàn)的瓶頸，實(shí)現(xiàn)的成本也很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提出一種參考時(shí)鐘頻率要求較低、成本較低且能夠同時(shí)對(duì)多路多速率時(shí)鐘進(jìn)行檢測的裝置。
一種多路時(shí)鐘檢測裝置，包括時(shí)鐘接收單元101，多路多速率時(shí)鐘檢測單元102，檢測結(jié)果處理單元103，參考時(shí)鐘單元104和控制接口單元105；所述時(shí)鐘接收單元101用于接收被測時(shí)鐘信號(hào)并對(duì)被測時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行電平接口和電壓幅度轉(zhuǎn)換；所述檢測結(jié)果處理單元103用于完成檢測結(jié)果的鎖存、輸出和指示；所述參考時(shí)鐘單元104提供一個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)輸出到多路多速率時(shí)鐘檢測單元102；所述控制接口單元105用于完成向上位控制機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷信號(hào)，同時(shí)接收上位控制機(jī)的控制，完成對(duì)多路多速率時(shí)鐘檢測單元102的復(fù)位和清除；所述多路多速率時(shí)鐘檢測單元102由若干路時(shí)鐘檢測電路構(gòu)成，完成對(duì)不同速率的多路被測時(shí)鐘的檢測。
上述多路多速率時(shí)鐘檢測單元102中的每一路時(shí)鐘檢測電路包括或門A301，或門B304，計(jì)數(shù)器302，比較器303，邊沿觸發(fā)器305和鎖存器306；所述計(jì)數(shù)器302對(duì)經(jīng)過或門A301后的參考時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；所述被測時(shí)鐘經(jīng)或門B304及進(jìn)入邊沿觸發(fā)器305處理后在計(jì)數(shù)器302清除端連續(xù)產(chǎn)生清除脈沖；所述計(jì)數(shù)器302的計(jì)數(shù)值輸出到比較器303與預(yù)設(shè)的值進(jìn)行比較，比較器303的輸出結(jié)果送鎖存器306進(jìn)行鎖存，所述或門A301對(duì)參考時(shí)鐘信號(hào)和輸出結(jié)果進(jìn)行或操作；所述或門B304對(duì)被測時(shí)鐘信號(hào)和鎖存器306中的信號(hào)進(jìn)行或操作；所述鎖存器306接受控制接口單元105輸出的控制清除信號(hào)的控制。
使用本發(fā)明提出的裝置，能夠?qū)Σ煌俾实亩嗦窌r(shí)鐘同時(shí)進(jìn)行檢測，并且由于每一路時(shí)鐘檢測電路需要的參考時(shí)鐘頻率小于或等于被測試時(shí)鐘的頻率，避免了高頻率檢測時(shí)鐘難以獲得的問題，降低了整個(gè)檢測裝置的電路成本。


圖1是本發(fā)明提出的檢測裝置的原理結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明提出裝置的實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明中單路時(shí)鐘檢測電路的原理結(jié)構(gòu)圖；圖4是在可編程邏輯器件中實(shí)現(xiàn)的單路時(shí)鐘檢測的電路圖；圖5是圖4中的電路的時(shí)鐘檢測邏輯仿真示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明提出的檢測裝置的原理結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，本發(fā)明提出的多路時(shí)鐘檢測裝置，包括時(shí)鐘接收單元101，多路多速率時(shí)鐘檢測單元102，檢測結(jié)果處理單元103，參考時(shí)鐘單元104和控制接口單元105；所述時(shí)鐘接收單元101用于接收被測時(shí)鐘信號(hào)并對(duì)被測時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行電平接口和電壓幅度轉(zhuǎn)換；所述檢測結(jié)果處理單元103用于完成檢測結(jié)果的鎖存、輸出和指示；所述參考時(shí)鐘單元104提供一個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)輸出到多路多速率時(shí)鐘檢測單元102；所述控制接口單元105用于完成向上位控制機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷信號(hào)，同時(shí)接收上位控制機(jī)的控制，完成對(duì)多路多速率時(shí)鐘檢測單元102的復(fù)位和清除；使測試裝置連續(xù)性地工作。所述多路多速率時(shí)鐘檢測單元102由若干路時(shí)鐘檢測電路構(gòu)成，它是檢測裝置的核心，完成對(duì)不同速率的多路被測時(shí)鐘的檢測。
圖2是本發(fā)明提出裝置的實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，在圖1的基礎(chǔ)上，時(shí)鐘檢測單元102進(jìn)一步包括單端時(shí)鐘接收單元201，用于接收TTL或CMOS形式的時(shí)鐘電平，以及差分時(shí)鐘接收單元202，用于接收通訊系統(tǒng)中常見的LVDS(低電壓差分信號(hào))形式的時(shí)鐘電平，經(jīng)差分接收芯片處理后合成為單端時(shí)鐘電平。201單元和202單元共同構(gòu)成檢測裝置的時(shí)鐘接收部分，接收外部時(shí)鐘單元或時(shí)鐘板送來的被測時(shí)鐘，每一種形式的時(shí)鐘信號(hào)都可以接收4路，根據(jù)需要還可以再增加。檢測結(jié)果處理單元103具體包括檢測結(jié)果鎖存單元205，用于將各路時(shí)鐘的檢測結(jié)果保存在鎖存器中；指示單元203，它采用LED指示燈的形式直觀地指示每一路時(shí)鐘的測試結(jié)果。和結(jié)果輸出單元204，用于將測試結(jié)果輸出到上位控制機(jī)。參考時(shí)鐘單元104在本裝置上由晶體振蕩器經(jīng)EPLD分頻后產(chǎn)生，設(shè)置為8K或者2M時(shí)鐘，根據(jù)需要還可以修改分頻系數(shù)，提供其他合適的參考時(shí)鐘供時(shí)鐘檢測單元使用。
圖3是本發(fā)明中單路時(shí)鐘檢測電路的原理結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，每一路時(shí)鐘檢測電路包括或門A301，或門B304，計(jì)數(shù)器302，比較器303，邊沿觸發(fā)器305和鎖存器306；所述計(jì)數(shù)器302對(duì)經(jīng)過或門A301后的參考時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；所述被測時(shí)鐘經(jīng)或門B304及進(jìn)入邊沿觸發(fā)器305處理后在計(jì)數(shù)器302清除端連續(xù)產(chǎn)生清除脈沖；所述計(jì)數(shù)器302的計(jì)數(shù)值輸出到比較器303與預(yù)設(shè)的值進(jìn)行比較，比較器303的輸出結(jié)果送鎖存器306進(jìn)行鎖存，所述或門A301對(duì)參考時(shí)鐘信號(hào)和輸出結(jié)果進(jìn)行或操作；所述或門B304對(duì)被測時(shí)鐘信號(hào)和鎖存器306中的信號(hào)進(jìn)行或操作；所述鎖存器306接受控制接口單元105輸出的控制清除信號(hào)的控制。其工作原理如下計(jì)數(shù)器302對(duì)經(jīng)過或門A302后的參考時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，若被測時(shí)鐘存在，被測時(shí)鐘經(jīng)邊沿觸發(fā)器305處理后在計(jì)數(shù)器302清除端連續(xù)產(chǎn)生清除脈沖，這樣計(jì)數(shù)器302的計(jì)數(shù)值永遠(yuǎn)達(dá)不到比較器303的設(shè)定值，從而檢測結(jié)果輸出恒為低電平。若被測時(shí)鐘不存在或連續(xù)發(fā)生脈沖丟失，則計(jì)數(shù)器302清除端不能產(chǎn)生清除信號(hào)，從而計(jì)數(shù)器302對(duì)參考時(shí)鐘的脈沖計(jì)數(shù)達(dá)到比較器303的設(shè)定值，檢測結(jié)果輸出為高電平，表示被測時(shí)鐘不存在或發(fā)生脈沖丟失。檢測結(jié)果同時(shí)送至鎖存器306進(jìn)行鎖存，必須由控制接口單元105輸出的控制清除信號(hào)清除后才能進(jìn)行下一次檢測。
圖3中的電路可以作為一個(gè)電路模塊嵌入到單板電路中，進(jìn)行單板上實(shí)時(shí)的時(shí)鐘監(jiān)控。該電路在可編程邏輯器件中實(shí)現(xiàn)，可以在一片可編程邏輯器件中實(shí)現(xiàn)多路時(shí)鐘的檢測，圖4是在可編程邏輯器件中實(shí)現(xiàn)的單路時(shí)鐘檢測的電路圖。如圖4所示，參考時(shí)鐘信號(hào)REFCLK經(jīng)或門后送到計(jì)數(shù)器acount2的CLK端。TESTCLK是被測時(shí)鐘，它經(jīng)過或門后送到一個(gè)邊沿觸發(fā)器edge的輸入端，邊沿觸發(fā)器edge的輸出端再送到計(jì)數(shù)器acount2的CLR端。在本電路圖中，比較器電路是由二輸入與門AND2實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到3時(shí)，與門輸出端(檢測結(jié)果CLKLOS)為1，表示被測時(shí)鐘不存在或時(shí)鐘脈沖暫時(shí)丟失，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為0、1或者2時(shí)，與門輸出端為0。由于我們選擇的參考時(shí)鐘REFCLK的頻率小于或等于被測時(shí)鐘的頻率(若被測時(shí)鐘信號(hào)的頻率很低，為了避免采用過低的參考時(shí)鐘頻率，可以把被測時(shí)鐘和參考時(shí)鐘在電路中進(jìn)行交換處理)，被測時(shí)鐘經(jīng)邊沿觸發(fā)器處理后不停的在計(jì)數(shù)器CLR端產(chǎn)生清除信號(hào)，從而計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)不到3。若被測時(shí)鐘不存在或產(chǎn)生暫時(shí)的脈沖丟失，在參考時(shí)鐘已經(jīng)累計(jì)產(chǎn)生3個(gè)以上的上升沿脈沖時(shí)還沒有清除信號(hào)到來，此時(shí)比較器(與門)動(dòng)作，輸出高電平。
圖5是圖4中的電路的時(shí)鐘檢測邏輯仿真示意圖。如圖5所示，圖中各波形的意義為波形1為參考時(shí)鐘REFCLK，波形2為被測時(shí)鐘TESTCLK，波形3為被測時(shí)鐘的檢測結(jié)果CLKLOS，波形4為檢測結(jié)果清除信號(hào)CPURST。從邏輯仿真圖中可以清楚的看到，當(dāng)被測時(shí)鐘在參考時(shí)鐘的3個(gè)上升沿脈沖周期內(nèi)沒有發(fā)生電平變化(恒為高電平或低電平，圖5中為低電平)，則檢測結(jié)果CLKLOS馬上變?yōu)楦唠娖?，而且只有?dāng)CPURST信號(hào)對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行清零后，CLKLOS才變?yōu)榈碗娖?，可以開始下一次檢測。從仿真圖上還可以看出，如果要對(duì)被測時(shí)鐘進(jìn)行較精確的檢測，即丟失少量的幾個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)檢測裝置可以立即檢出，那么就要選用和被測時(shí)鐘頻率接近的參考時(shí)鐘源，同時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)位數(shù)和比較器的觸發(fā)閾值也影響檢測的精度。
在電信系統(tǒng)的時(shí)鐘測試中，考慮到測試效率，對(duì)于從同一個(gè)時(shí)鐘緩沖芯片或EPLD邏輯電路輸出的若干路時(shí)鐘，通常只需要對(duì)其中的一路時(shí)鐘進(jìn)行較精確的測試，對(duì)其他路的時(shí)鐘，只需要測試是否有時(shí)鐘信號(hào)，采用本專利提出的時(shí)鐘檢測裝置，只要選擇一個(gè)合適的參考時(shí)鐘，便可以對(duì)其他許多路不同速率的時(shí)鐘同時(shí)進(jìn)行有無檢測。
權(quán)利要求
1.一種多路時(shí)鐘檢測裝置，其特征在于包括時(shí)鐘接收單元(101)，多路多速率時(shí)鐘檢測單元(102)，檢測結(jié)果處理單元(103)，參考時(shí)鐘單元(104)和控制接口單元(105)；所述時(shí)鐘接收單元(101)用于接收被測時(shí)鐘信號(hào)并對(duì)被測時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行電平接口和電壓幅度轉(zhuǎn)換；所述檢測結(jié)果處理單元(103)用于完成檢測結(jié)果的鎖存、輸出和指示；所述參考時(shí)鐘單元(104)提供一個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)輸出到多路多速率時(shí)鐘檢測單元(102)；所述控制接口單元(105)用于完成向上位控制機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷信號(hào)，同時(shí)接收上位控制機(jī)的控制，完成對(duì)多路多速率時(shí)鐘檢測單元(102)的復(fù)位和清除；所述多路多速率時(shí)鐘檢測單元(102)由若干路時(shí)鐘檢測電路構(gòu)成，完成對(duì)不同速率的多路被測時(shí)鐘的檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述多路多速率時(shí)鐘檢測單元(102)中的每一路時(shí)鐘檢測電路包括或門A(301)，或門B(304)，計(jì)數(shù)器(302)，比較器(303)，邊沿觸發(fā)器(305)和鎖存器(306)；所述計(jì)數(shù)器(302)對(duì)經(jīng)過或門A(301)后的參考時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；所述被測時(shí)鐘經(jīng)或門B(304)及進(jìn)入邊沿觸發(fā)器(305)處理后在計(jì)數(shù)器(302)清除端連續(xù)產(chǎn)生清除脈沖；所述計(jì)數(shù)器(302)的計(jì)數(shù)值輸出到比較器(303)與預(yù)設(shè)的值進(jìn)行比較，比較器(303)的輸出結(jié)果送鎖存器(306)進(jìn)行鎖存，所述或門A(301)對(duì)參考時(shí)鐘信號(hào)和輸出結(jié)果進(jìn)行或操作；所述或門B(304)對(duì)被測時(shí)鐘信號(hào)和鎖存器(306)中的信號(hào)進(jìn)行或操作；所述鎖存器(306)接受控制接口單元(105)輸出的控制清除信號(hào)的控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述時(shí)鐘檢測單元(102)包括單端時(shí)鐘接收單元(201)，用于接收TTL或CMOS形式的時(shí)鐘電平，以及差分時(shí)鐘接收單元(202)，用于接收低電壓差分信號(hào)形式的時(shí)鐘電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述檢測結(jié)果處理單元(103)具體包括檢測結(jié)果鎖存單元(205)，用于將各路時(shí)鐘的檢測結(jié)果保存在鎖存器中；指示單元(203)用于直觀地指示每一路時(shí)鐘的測試結(jié)果；和結(jié)果輸出單元(204)，用于將測試結(jié)果輸出到上位控制機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述參考時(shí)鐘單元(104)通過晶體振蕩器經(jīng)EPLD分頻后產(chǎn)生參考時(shí)鐘信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述指示單元(203)采用LED指示燈實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述電路可以在可編程邏輯器件中實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多路時(shí)鐘檢測裝置，包括時(shí)鐘接收單元，多路多速率時(shí)鐘檢測單元，檢測結(jié)果處理單元，參考時(shí)鐘單元和控制接口單元；時(shí)鐘接收單元用于接收被測時(shí)鐘信號(hào)并對(duì)被測時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行電平接口和電壓幅度轉(zhuǎn)換；檢測結(jié)果處理單元用于完成檢測結(jié)果的鎖存、輸出和指示；參考時(shí)鐘單元提供一個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)輸出到多路多速率時(shí)鐘檢測單元；控制接口單元用于完成向上位控制機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷信號(hào)，同時(shí)接收上位控制機(jī)的控制，完成對(duì)多路多速率時(shí)鐘檢測單元的復(fù)位和清除；多路多速率時(shí)鐘檢測單元由若干路時(shí)鐘檢測電路構(gòu)成，完成對(duì)不同速率的多路被測時(shí)鐘的檢測。本發(fā)明避免了高頻率檢測時(shí)鐘難以獲得的問題，降低了整個(gè)檢測裝置的電路成本。
文檔編號(hào)H03K21/00GK1767390SQ20041008613
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月27日
發(fā)明者李剛健, 朱紅軍, 汪承研, 周嶸, 朱堃 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司